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https://bgk-photo.cdn.bcebos.com/doc/pic/item/6609c93d70cf3bc7c566a686d900baa1cd112a71.jpg电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨与水平面的倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直导轨平面向上.阻值r=0.5Ω、质量m=0.2kg的金属棒与导轨垂直且接触良好,从导轨上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J.取g=10m/s2.试求:(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功.(2)金属棒下滑过程中速度v=2m/s时的加速度.(3)金属棒下滑的最大速度.(计算结果可保留根号)

https://bgk-photo.cdn.bcebos.com/doc/pic/item/6609c93d70cf3bc7c566a686d900baa1cd112a71.jpg电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨与水平面的倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直导轨平面向上.阻值r=0.5Ω、质量m=0.2kg的金属棒与导轨垂直且接触良好,从导轨上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J.取g=10m/s2.试求:(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功.(2)金属棒下滑过程中速度v=2m/s时的加速度.(3)金属棒下滑的最大速度.(计算结果可保留根号)

发布时间:2025-02-28 20:09:41
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答案:解:(1)设金属棒在此过程中克服安培力做的功为W安.金属棒下滑过程中克服安培力做的功等于在电阻上产生的焦耳热,由题意可知R=3r,则由焦耳定律Q=I2Rt得 QR=3Qr…①金属棒在此过程中克服安培力做的功 W安=Q=QR Qr…②联立①②式,代入数据解得:W安=0.4J(2)设金属棒下滑过程中速度v=2m/s时的加速度a,电路中的电流为I.由题意可知金属棒下滑时受重力和安培力作用,则F安=BIL=…③由牛顿第二定律得:mgsin 30°-=ma…④联立③④式,代入数据解得:a=3.2 m/s2(3)金属棒下滑时做加速度减小的加速运动,无论最终是否达到匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大.设金属棒下滑的最大速度为vm,则由动能定理有 mgssin 30°-W安=mvm2…⑤联立①②⑤式,代入数据解得:vm=m/s=2.74 m/s答:(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W安是0.4J.(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a是3.2m/s2.(3)金属棒下滑的最大速度是2.74m/s.
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